二次电池和电子装置的制作方法

1.本技术涉及电化学技术领域，特别是涉及一种二次电池和电子装置。


背景技术：

2.圆柱形二次电池(如锂离子电池)具有标品、自动化高、成本低、一致性好的优势，且在实际使用中可以应用到不太规则的壳体，尤其搭配高镍体系具有良好的能量密度而广泛应用，但圆柱形二次电池也存在其自身问题，例如，圆柱形二次电池在径向传热困难，导致温升高，圆柱形二次电池的寿命末期容易发生热失控；圆柱形二次电池内部温度升高，导致其内压升高，存在发生爆炸的风险。因此，开发一种新的技术方案，来提高圆柱形二次电池的热安全性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种二次电池和电子装置，以提高二次电池的热安全性能。
4.需要说明的是，本技术的发明内容中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本技术，但是本技术的二次电池并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：
5.本技术的第一方面提供了一种二次电池，包括电极组件、电解液、壳体和爆破阀，电极组件和电解液收容于壳体中，爆破阀设置于壳体，电极组件包括正极极片、负极极片以及设置于正极极片和负极极片之间的隔膜，电极组件通过正极极片、隔膜和负极极片堆叠并卷绕形成；正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括镍钴锰酸锂，镍钴锰酸锂中镍元素的质量百分含量为80％至97％，镍钴锰酸锂包括单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂；基于镍钴锰酸锂的质量，单晶镍钴锰酸锂的质量百分含量为w1，多晶镍钴锰酸锂的质量百分含量为w2，w1/w2＝a，0.01≤a≤0.7，1％≤w1≤41％；电解液包括溶剂，溶剂包括碳酸酯和羧酸酯，基于电解液的质量，碳酸酯和羧酸酯的质量百分含量之和为b，70％≤b≤95％，碳酸酯和羧酸酯的质量之比为(50至80):(20至50)；爆破阀发生爆破的上限压力为k pa，a、b和k的数值关系满足：1
×
10-8
≤ab/k≤5
×
10-6
。本技术通过选用单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂搭配的高镍镍钴锰酸锂作为正极活性材料，并且将a、w1、b和ab/k的值调控在上述范围内，本技术的正极活性材料、电解液和爆破阀之间协同作用，能够使二次电池的热安全性能得到提高，并且能够使二次电池具有高能量密度、良好的循环性能和动力学性能。
6.在本技术的一种实施方案中，1
×
10-7
≤ab/k≤5
×
10-6
。将ab/k的值调控在上述范围内，有利于提高二次电池的热安全性能。
7.在本技术的一种实施方案中，1
×
105≤k≤1
×
106。将k的值调控在上述范围内，有利于提高二次电池的热安全性能。
8.在本技术的一种实施方案中，0.1≤a≤0.4。将a的值调控在上述范围内，有利于提高二次电池的热安全性能。
9.在本技术的一种实施方案中，75％≤b≤90％。将b的值调控在上述范围内，有利于
提高二次电池的热安全性能。
10.在本技术的一种实施方案中，2
×
105≤k≤7
×
105。将k的值调控在上述范围内，有利于提高二次电池的热安全性能。
11.在本技术的一种实施方案中，59％≤w2≤99％。将w2的值调控在上述范围内，有利于提高二次电池的热安全性能。
12.在本技术的一种实施方案中，单晶镍钴锰酸锂包括单晶ni90、单晶ni91、单晶ni92、单晶ni93、单晶ni94、单晶ni95或单晶ncm811中的至少一种。选用上述种类的单晶镍钴锰酸锂，能够使二次电池具有高能量密度和良好的循环稳定性。
13.在本技术的一种实施方案中，多晶镍钴锰酸锂包括多晶ni90、多晶ni91、多晶ni92、多晶ni93、多晶ni94、多晶ni95或多晶ncm811中的至少一种。选用上述种类的多晶镍钴锰酸锂。
14.在本技术的一种实施方案中，电解液还包括锂盐，锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四苯基硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、六氟硅酸锂、二草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种；基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量为5％至30％。选用上述种类的锂盐，且将锂盐在电解液中的含量调控在上述范围内，有利于提高二次电池的循环性能。
15.本技术的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案所述的二次电池。因此，电子装置具有良好的安全性能。
16.本技术的有益效果：
17.本技术实施例提供了一种二次电池和电子装置，通过选用单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂搭配的高镍镍钴锰酸锂作为正极活性材料，并且将a、w1、b和ab/k的值调控在上述范围内，本技术的正极活性材料、电解液和爆破阀之间协同作用，能够使二次电池的热安全性能得到提高，并且能够使二次电池具有高能量密度、良好的循环性能和动力学性能。
18.当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
19.下面将结合本技术实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.需要说明的是，本技术的具体实施方式中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本技术，但是本技术的二次电池并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：
21.本技术的第一方面提供了一种二次电池，包括电极组件、电解液、壳体和爆破阀，电极组件和电解液收容于壳体中，爆破阀设置于壳体，电极组件包括正极极片、负极极片以及设置于正极极片和负极极片之间的隔膜，电极组件通过正极极片、隔膜和负极极片堆叠并卷绕形成；正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括镍钴锰酸锂，镍钴锰酸锂中镍元素的质量百分含量为80％至97％，镍钴锰酸锂包括单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂；基于镍钴锰酸锂的质量，单晶镍钴锰酸锂的质量百分含量为w1，多晶镍钴锰酸锂的质量百分含量为w2，w1/w2＝a，0.01≤a≤0.7，1％≤w1≤41％；电解液包括溶剂，溶剂包括碳酸酯
和羧酸酯，基于电解液的质量，碳酸酯和羧酸酯的质量百分含量之和为b，70％≤b≤95％，碳酸酯和羧酸酯的质量之比为(50至80):(20至50)；爆破阀发生爆破的上限压力为k pa，a、b和k的数值关系满足：1
×
10-8
≤ab/k≤5
×
10-6
。
22.例如，镍钴锰酸锂中镍元素的质量百分含量为80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，a的值为0.01、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，w1为1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、41％或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，b为70％、75％、80％、85％、90％、95％或上述任两个数值范围间的任一数值。碳酸酯和羧酸酯的质量之比为50:50、60:40、70:30、80:20或上述任两个比值范围间的任一比值。例如，ab/k的值为1
×
10-8
、5
×
10-8
、1
×
10-7
、5
×
10-7
、1
×
10-6
、5
×
10-6
或上述任两个数值范围间的任一数值。
23.选用镍元素的质量百分含量处于本技术范围内的镍钴锰酸锂材料，其具有高理论容量和良好的结构稳定性，在常温和高温均具有良好的循环稳定性，还具有高电压平台，使二次电池在高电压下具有良好的循环稳定性，能够使二次电池具有高能量密度、高循环性能等优势。二次电池中选用包括单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂的正极活性材料，二次电池充放电循环末期多晶镍钴锰酸锂表面的副反应导致产气较多，但其克容量高能够使二次电池在高倍率放电末端仍具有足够的能量，单晶镍钴锰酸锂的克容量相对多晶镍钴锰酸锂较低，但其在二次电池充放电循环末期副反应少不易发生产气，能够给二次电池充放电循环末期提供较多的容量。a的值小于0.01或w1小于1％，单晶镍钴锰酸锂相对含量过少，将影响二次电池的循环寿命；a的值大于0.7或w1大于41％，多晶镍钴锰酸锂的相对含量过少，将影响二次电池的动力学性能。b的值小于70％，碳酸酯和羧酸酯在电解液中的含量过低，电解液动力学不足，将影响二次电池的动力学性能；b的值大于95％，碳酸酯和羧酸酯在电解液中的含量过高，电解液反应活性大，易与二次电池中的正极活性材料、负极活性材料等物质反应产气，高温下将产生更多的气体，影响二次电池的存储性能和安全性能。ab/k的值小于1
×
10-8
时，爆破阀发生爆破的上限压力过大，将导致二次电池泄压难度增大，内部正极极片和负极极片断裂继而发生内短路，从而增加二次电池发生爆炸和热失效的风险；ab/k的值大于5
×
10-6
时，爆破阀发生爆破的上限压力过小，二次电池将因爆破泄压而失效。由此，本技术通过选用单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂搭配的高镍镍钴锰酸锂作为正极活性材料，并且将a、w1、b和ab/k的值调控在上述范围内，本技术的正极活性材料、电解液和爆破阀之间协同作用，能够使二次电池的热安全性能得到提高，并且能够使二次电池具有高能量密度、良好的循环性能和动力学性能。
24.在本技术中，常温是指20℃至25℃，高温是指温度大于或等于45℃，高电压是指工作电压大于或等于2.5v，高倍率是指放电倍率大于或等于6c。
25.在本技术的一种实施方案中，1
×
10-7
≤ab/k≤5
×
10-6
。例如，ab/k的值为1
×
10-7
、5
×
10-7
、1
×
10-6
、5
×
10-6
或上述任两个数值范围间的任一数值。将ab/k的值调控在上述范围内，正极活性材料、电解液和爆破阀之间协同作用，有利于提高二次电池的热安全性能。并且使二次电池具有高能量密度、良好的循环性能和动力学性能。
26.在本技术的一种实施方案中，1
×
105≤k≤1
×
106。在本技术的一种实施方案中，2
×
105≤k≤7
×
105。例如，k的值为1
×
105、2
×
105、4
×
105、6
×
105、7
×
105、8
×
105、1
×
106或
上述任两个数值范围间的任一数值。将k的值调控在上述范围内，爆破阀发生爆破的上限压力处于合适范围内，有利于提高二次电池的热安全性能。并且二次电池具有高能量密度、良好的循环性能和动力学性能。
27.在本技术的一种实施方案中，0.1≤a≤0.4。例如，a的值为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4或上述任两个数值范围间的任一数值。将a的值调控在上述范围内，单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂协同作用，有利于提高二次电池的热安全性能。并且二次电池具有高能量密度、良好的循环性能和动力学性能。
28.在本技术的一种实施方案中，75％≤b≤90％。例如，b为75％、80％、85％、90％或上述任两个数值范围间的任一数值。将b的值调控在上述范围内，碳酸酯和羧酸酯能够为电解液提供充足的动力，使二次电池在提高热安全性能的基础上，具有良好的循环性能和动力学性能。
29.在本技术的一种实施方案中，59％≤w2≤99％。例如，w2为59％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或上述任两个数值范围间的任一数值。将w2的值调控在上述范围内，有利于将a值调控在上述范围内，从而有利于提高二次电池的热安全性能。
30.在本技术的一种实施方案中，单晶镍钴锰酸锂包括单晶ni90、单晶ni91、单晶ni92、单晶ni93、单晶ni94、单晶ni95或单晶ncm811中的至少一种。上述种类的单晶镍钴锰酸锂具有高容量和结构稳定性，具有良好的循环性能，应用于二次电池中，能够使二次电池具有高能量密度和良好的循环稳定性。
31.在本技术的一种实施方案中，多晶镍钴锰酸锂包括多晶ni90、多晶ni91、多晶ni92、多晶ni93、多晶ni94、多晶ni95或多晶ncm811中的至少一种。上述种类的多晶镍钴锰酸锂具有高容量和结构稳定性，具有良好的循环性能，应用于二次电池中，能够使二次电池具有高能量密度和良好的循环稳定性。
32.本技术对碳酸酯和羧酸酯的种类没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、五氟丙基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯或二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯中的至少一种，羧酸酯包括丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸丙酯、丁酸丁酯、二氟乙酸乙酯、乙酸二氟乙酯、三氟乙酸乙酯、乙酸三氟乙酯或三氟丙酸甲酯中的至少一种。
33.在本技术的一种实施方案中，电解液还包括锂盐，锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四苯基硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、六氟硅酸锂、二草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种；基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量为5％至30％。例如，锂盐的质量百分含量为5％、10％、15％、20％、25％、30％或上述任两个数值范围间的任一数值。选用上述种类的锂盐，且将锂盐在电解液中的含量调控在上述范围内，有利于提高电解液的离子电导率，从而提高二次电池的循环性能。
34.本技术对爆破阀的形状、大小、种类、型号、材质以及设置方式均没有特别限制，只要使爆破阀发生爆破的上限压力在本技术范围内，能够实现本技术目的即可。
35.本技术的正极极片还包括正极集流体，正极活性材料层设置于正极集流体的至少一个表面上。本技术对正极集流体的种类没有特别限制，没有特别限制，只要能够实现本申
请目的即可。例如，正极集流体可以包含铝箔、铝合金箔等。在本技术中，对正极集流体和正极活性材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，正极集流体的厚度为5μm至20μm。正极活性材料层的厚度为30μm至120μm。任选地，正极活性材料层还可以包括正极导电剂和正极粘结剂。本技术对正极活性材料层中的正极导电剂和正极粘结剂的种类没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。本技术对正极活性材料层中正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本技术目的即可。例如，正极活性材料层中正极活性材料、正极导电剂和正极粘结剂的质量比为(94～98):(0.5～2.8):(1.5～3.4)。
36.本技术对负极极片没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极极片包含负极集流体及设置于负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层。本技术对负极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极集流体可以包含铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍或泡沫铜等。本技术的负极活性材料层包含负极活性材料。本技术对负极活性材料的种类没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极活性材料可以包含天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(mcmb)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、sio
x
(0《x《2)、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的钛酸锂li4ti5o
12
、li-al合金或金属锂中的至少一种。在本技术中，对负极集流体、负极活性材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极集流体的厚度为6μm至10μm，负极活性材料层的厚度为30μm至130μm。任选地，负极活性材料层还可以包括增稠剂或负极粘结剂中的至少一种。本技术对负极活性材料层中的增稠剂和负极粘结剂的种类没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。本技术对负极活性材料层中负极活性材料、增稠剂和负极粘结剂的质量比没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极活性材料层中负极活性材料、增稠剂和负极粘结剂的质量比为(96～98):(0～2.0):(1.0～2.0)。
37.本技术对隔膜没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，隔膜的材料可以包括但不限于聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)为主的聚烯烃(po)类、聚酯(例如，聚对苯二甲酸二乙酯(pet)膜)、纤维素、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)、氨纶或芳纶中的至少一种。隔膜的类型可以包括织造膜、非织造膜、微孔膜、复合膜、碾压膜或纺丝膜中的至少一种。
38.本技术对壳体没有特别限制，只要是设置有本技术范围内的爆破阀，能够实现本技术目的即可。例如，壳体可以包括但不限于钢壳、铝壳。
39.本技术对壳体的形状没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，壳体的形状包括但不限于圆柱形、矩形或椭圆形。
40.本技术对二次电池的种类没有特别限制，其可以包括发生电化学反应的任何装置。例如，二次电池可以包括但不限于：锂金属二次电池、锂离子二次电池(锂离子电池)、钠离子二次电池(钠离子电池)、锂聚合物二次电池、锂离子聚合物二次电池。
41.本技术对二次电池的制备方法没有特别限制，可以选用本领域公知的制备方法，只要能够实现本技术目的即可。例如，二次电池的制备方法包括但不限于如下步骤：将正极极片、隔膜和负极极片按顺序堆叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作得到卷绕结构的电极组件，将电极组件放入壳体内，将电解液注入壳体并封口，得到二次电池；或者，将正极极片、隔膜和负极极片按顺序堆叠，然后将整个叠片结构的四个角固定好得到叠片结构的电极组件，将电极组件放入壳体内，将电解液注入壳体并封口，得到二次电池。
42.本技术的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案所述的二次电池。因此，电子装置具有良好的安全性能。
43.本技术的电子装置没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。例如，电子装置可以包括但不限于：笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携cd机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器。
44.实施例
45.以下，举出实施例及对比例来对本技术的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。
46.测试方法和设备：
47.电解液成分及含量测试：
48.将锂离子电池(0％soc(荷电状态)，工作电压2.5v)拆解得到电解液，采用气相色谱质谱联用仪(gcms)测试电解液中溶剂的质量百分含量，采用离子色谱-质谱联用测试锂盐的质量百分含量。
49.单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂含量的测试：
50.将锂离子电池静置10min后，以0.5c恒流充电至4.2v，再恒压充电至0.025c后，静置5min，使锂离子电池达到100％soc的满充状态，随机选取32个100％soc的锂离子电池。将锂离子电池拆解得到正极极片，将正极极片在碳酸二甲酯(dmc)中浸泡5min后，通过cp(mallows'scp)测试正极极片表面的正极活性材料层中的单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂的组成以及含量。具体地，在cp测试中，采用图像识别拼接20张图片，单个图片放大倍数为2kx，进行颗粒尺寸的划分，其中，单晶镍钴锰酸锂颗粒粒径范围为10
±
2μm，多晶镍钴锰酸锂颗粒粒径范围为4
±
2μm。基于单晶镍钴锰酸锂颗粒和多晶镍钴锰酸锂颗粒真密度一致，颗粒面积占比近似等于质量占比，因此，以颗粒面积占比表征质量占比。单晶镍钴锰酸锂颗粒的含量(％)＝单晶镍钴锰酸锂颗粒面积/(单晶镍钴锰酸锂颗粒面积+多晶镍钴锰酸锂颗粒面积)
×
100％，多晶镍钴锰酸锂颗粒的含量(％)＝多晶镍钴锰酸锂颗粒面积/(单晶镍钴锰酸锂颗粒面积+多晶镍钴锰酸锂颗粒面积)
×
100％。各实施例和对比例分别测试32个锂离子电池，取平均值为最终的单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂含量。
51.爆破阀发生爆破的上限压力的测试：
52.根据国家标准gb/t 3836.1-2021《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》测量标准测得。
53.锂离子电池热安全性能的测试：
54.采用60％soh锂离子电池测试热稳定性，其中，60％soh是指：锂离子电池生命末期，以7.5c倍率放出的容量与初始的容量比值为60％。
55.热稳定性测试流程：(1)对锂离子电池以2c恒流充电至4.2v后，再以4.2v恒压充电至0.05c，使锂离子电池满充；(2)将满充的锂离子电池置于烘箱，以5
±
2℃/min的速度升温至130
±
2℃并保温30min，锂离子电池不起火不爆炸即通过测试。
56.各实施例和对比例选用20个锂离子电池进行测试，通过率＝通过测试的个数/20，
以通过率表征锂离子电池的热安全性能，通过测试的个数越多，表示锂离子电池的热安全性能越好。
57.实施例1
58.《正极极片的制备》
59.将正极活性材料镍钴锰酸锂、聚偏二氟乙烯(重均分子量为60万)、正极导电剂导电炭黑(super p)按照质量比94.8:2.8:2.4进行混合，加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)作为溶剂，在真空搅拌机作用下搅拌至固含量为75wt％且体系均匀的正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，105℃条件下烘干，得到单面涂布正极活性材料层的正极极片。之后，在该铝箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布正极活性材料层的正极极片。再经冷压、裁片、焊接极耳，得到规格为74mm
×
851mm正极极片待用。其中，正极活性材料层的涂布重量为18mg/cm2、压实密度为2.69g/cm3，正极活性材料镍钴锰酸锂包括单晶ncm811和多晶ncm811，基于镍钴锰酸锂的质量，单晶ncm811的质量百分含量w1＝23％，多晶ncm811的质量百分含量w2＝77％。
60.《负极极片的制备》
61.将负极活性材料人造石墨、增稠剂羧甲基纤维素(cmc，重均分子量为6万)、负极粘结剂丁苯橡胶(sbr，重均分子量为30万)按照质量比97:1.7:1.3进行混合，然后加入去离子水作为溶剂，在搅拌机作用下搅拌至固含量为55wt％且体系均匀的负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在厚度为6μm的负极集流体铜箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面涂布负极材料层的负极极片。之后，在该铜箔的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布负极材料层的负极极片。再经冷压、裁片、焊接极耳，得到规格为76mm
×
867mm的负极极片待用。其中，负极活性材料层的涂布重量为8.26mg/cm2、压实密度为1.6g/cm3。
62.《隔膜的制备》
63.采用厚度为7μm的多孔聚丙烯(pp)薄膜。
64.《电解液的制备》
65.在含水量小于10ppm的环境下，将溶剂碳酸酯碳酸二甲酯、羧酸酯丙酸丙酯按照质量比50:50混合，然后向溶剂中加入锂盐lipf6溶解并混合均匀，得到电解液。基于电解液的质量，碳酸酯和羧酸酯的质量百分含量之和b＝80％，锂盐的质量百分含量为20％。
66.《锂离子电池的制备》
67.将正极极片、隔膜、负极极片按顺序依次叠好，使隔膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件置于圆柱形的钢壳(材质为45#碳钢)中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、容量、脱气、切边等工序得到锂离子电池。其中，壳体上设置有爆破阀，爆破阀的直径为18mm、材质为聚四氟乙烯，爆破阀发生爆破的上限压力k＝3
×
105pa。
68.实施例2至实施例17
69.除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1相同。
70.其中，《电解液的制备》中，碳酸酯和羧酸酯的质量百分含量之和b发生变化时，锂盐的质量百分含量随之变化，b与锂盐的质量百分含量之和为100％。
71.对比例1至对比例6
72.除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1相同。
73.其中，《电解液的制备》中，碳酸酯和羧酸酯的质量百分含量之和b发生变化时，锂盐的质量百分含量随之变化，b与锂盐的质量百分含量之和为100％。
74.各实施例和对比例的制备参数和性能参数如表1所示。
75.表1
76.[0077][0078]
从实施例1至实施例17和对比例1至对比例6中可以看出，本技术实施例中的二次电池通过选用单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂搭配的高镍镍钴锰酸锂作为正极活性材料，并且将a、w1、b和ab/k的值调控在上述范围内，具有更高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有更高的热安全性能。而对比例中的二次电池，a、w1、b和ab/k的值中的至少一者不处于本技术范围内，其具有更低的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有更低的热安全性能。
[0079]
ab/k的值通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1至实施例13中可以看出，选用ab/k的值在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全性能。
[0080]
a的值通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1至实施例5中可以看出，选用a的值在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全性能。
[0081]
b的值通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1、实施例6至实施例9中可以看出，选用b的值在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全性能。
[0082]
k的值通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1、实施例10至实施例13中可以看出，选用k的值在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全性能。
[0083]
电解液中碳酸酯和羧酸酯的质量之比通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1、实施例14和实施例15中可以看出，选用电解液中碳酸酯和羧酸酯的质量之比在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全
性能。
[0084]
多晶镍钴锰酸锂w2通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1至实施例5中可以看出，选用多晶镍钴锰酸锂w2在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全性能。
[0085]
单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂的种类通常会影响二次电池的热安全性能。从实施例1、实施例16和实施例17中可以看出，选用单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂的种类在本技术范围内的二次电池，其具有较高的热稳定性测试通过率，表明二次电池具有良好的热安全性能。
[0086]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0087]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0088]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。

技术特征：
1.一种二次电池，包括电极组件、电解液、壳体和爆破阀，所述电极组件和所述电解液收容于所述壳体中，所述爆破阀设置于所述壳体，所述电极组件包括正极极片、负极极片以及设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，所述电极组件通过所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片堆叠并卷绕形成；所述正极极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括镍钴锰酸锂，所述镍钴锰酸锂中镍元素的质量百分含量为80％至97％，所述镍钴锰酸锂包括单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂；基于所述镍钴锰酸锂的质量，所述单晶镍钴锰酸锂的质量百分含量为w1，所述多晶镍钴锰酸锂的质量百分含量为w2，w1/w2＝a，0.01≤a≤0.7，1％≤w1≤41％；所述电解液包括溶剂，所述溶剂包括碳酸酯和羧酸酯，基于所述电解液的质量，所述碳酸酯和所述羧酸酯的质量百分含量之和为b，70％≤b≤95％，所述碳酸酯和所述羧酸酯的质量之比为(50至80):(20至50)；所述爆破阀发生爆破的上限压力为k pa，a、b和k的数值关系满足：1
×
10-8
≤ab/k≤5
×
10-6
。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，1
×
10-7
≤ab/k≤5
×
10-6
。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，1
×
105≤k≤1
×
106。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，0.1≤a≤0.4。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，75％≤b≤90％。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，59％≤w2≤99％。7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述单晶镍钴锰酸锂包括单晶ni90、单晶ni91、单晶ni92、单晶ni93、单晶ni94、单晶ni95或单晶ncm811中的至少一种。8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述多晶镍钴锰酸锂包括多晶ni90、多晶ni91、多晶ni92、多晶ni93、多晶ni94、多晶ni95或多晶ncm811中的至少一种。9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液还包括锂盐，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四苯基硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、六氟硅酸锂、二草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种；基于所述电解液的质量，所述锂盐的质量百分含量为5％至30％。10.一种电子装置，其中，所述电子装置包括权利要求1至9中任一项所述的二次电池。

技术总结
本申请提供了一种二次电池和电子装置，通过选用单晶镍钴锰酸锂和多晶镍钴锰酸锂搭配的高镍镍钴锰酸锂作为正极活性材料，并且将a、W1、b和ab/K的值调控在上述范围内，本申请的正极活性材料、电解液和爆破阀之间协同作用，能够使二次电池的热安全性能得到提高。够使二次电池的热安全性能得到提高。


技术研发人员：李春华 李巍巍 韩翔龙
受保护的技术使用者：厦门新能安科技有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/14